Năng lượng hydro đang nổi lên như một động lực chính của một tương lai sạch sẽ, bền vững, cung cấp một sự thay thế không phát xạ cho nhiên liệu hóa thạch Mặc dù được hứa hẹn, việc sản xuất hydro quy mô lớn phụ thuộc rất nhiều vào các chất xúc tác dựa trên bạch kim đắt tiền, và do đó khả năng chi trả vẫn là một thách thức lớn cho ngành công nghiệp

Để lướt này, các nhà nghiên cứu từ Đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Tokyo (TUS) đã phát triển một chất xúc tác tiến hóa hydro mới, BIS (Diimino) Palladi phối hợp nanosheets (PDDI), mang lại hiệu quả giống như bạch kim với một phần chi phí Nghiên cứu đột phá của họ, được công bố vào ngày 28 tháng 11 năm 2024 và được cung cấp trực tuyến vào ngày 27 tháng 1 năm 2025, trongTập 31, Số 6 củaHóa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái - Tạp chí châu Âu, cũng đã được chọn làm "tính năng bìa" cho tạp chí, nêu bật ý nghĩa của nó trong việc thúc đẩy sản xuất hydro bền vững

Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Hiroshi Maeda và Giáo sư Hiroshi Nishihara từ TUS với sự hợp tác của các nhà nghiên cứu cao cấp từ Đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Tokyo, Nhật Bản Synchrotron Radiation Research, Viện Khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Kyoto Khám phá đánh dấu một bước đột phá trong công nghệ phản ứng tiến hóa hydro (HER), đây là một quá trình quan trọng trong việc tạo ra năng lượng hydro xanh Cô xảy ra trong quá trình phân tách nước điện phân cho việc tạo ra hydro Các điện cực chất xúc tác của cô, theo truyền thống làm bằng bạch kim, tạo điều kiện cho việc chuyển đổi hydro non trẻ ([H]) - được tạo ra ở bề mặt điện cực trong quá trình tách nước vào khí hydro (H₂) Trong khi bạch kim (PT) như một chất xúc tác của cô ấy có hiệu quả cao, thì tính lãi và chi phí cao của nó tăng đáng kể chi phí sản xuất, hạn chế ứng dụng quy mô lớn của nó

Sử dụng quy trình tổng hợp đơn giản và số lượng kim loại quý hạn, nhóm nghiên cứu đã cung cấp một sự thay thế hiệu quả cao cho các chất xúc tác PT Nhóm nghiên cứu đã chế tạo các ống nano dựa trên palladi có thể tối đa hóa hoạt động xúc tác trong khi giảm thiểu việc sử dụng kim loại, làm giảm đáng kể các chi phí liên quan đến sản xuất H₂

"Phát triển các chất điện phân của cô ấy là chìa khóa để sản xuất H₂ bền vữngNhà nghiên cứu chính nói, Tiến sĩ Maeda"Ngoài ra, sự sắp xếp kim loại thưa thớt của chúng làm giảm việc sử dụng vật liệu Ở đây, chúng tôi đã phát triển thành công các nanosheets này bằng cách sử dụng kim loại palladi"

Nhóm đã phát triển các ống nano PDDI (C-PDDI và E-PDDI) bằng hai phương pháp khác nhau: tổng hợp giao thoa khí và quá trình oxy hóa điện hóa Sau khi trải qua quá trình kích hoạt, các tấm E-PDDI thể hiện mức độ quá mức thấp 34 mV cũng như Overspotential của Platinum là 35 mV, điều đó có nghĩa là cần rất ít năng lượng để thúc đẩy sản xuất hydro Mật độ hiện tại trao đổi là 2,1 mA/cm² cũng phù hợp với hiệu suất xúc tác của bạch kim Do đó, kết quả đặt E-PDDI trong số các chất xúc tác hiệu quả nhất của cô ấy cho đến nay, làm cho nó trở thành một sự thay thế chi phí thấp đầy hứa hẹn cho bạch kim

Một trong những khía cạnh quan trọng của bất kỳ chất xúc tác nào là sự ổn định dài hạn của nó Các hạt nano PDDI này đã chứng minh độ bền tuyệt vời, còn nguyên vẹn sau 12 giờ trong điều kiện axit, xác nhận sự phù hợp của chúng đối với các hệ thống sản xuất hydro trong thế giới thực"Nghiên cứu của chúng tôi mang lại cho chúng tôi một bước gần hơn để sản xuất h₂ giá cả phải chăng và bền vững hơn, một bước quan trọng để đạt được một tương lai năng lượng sạch,"Giải thích Tiến sĩ Maeda

Hơn nữa, bằng cách giảm thiểu sự phụ thuộc vào bạch kim khan hiếm và tốn kém, các nanosheets PDDI phù hợp với các mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hợp Quốc (SDGs): SDG 7 - cung cấp năng lượng giá cả phải chăng và năng lượng sạch, SDG 9- Ý nghĩa của nghiên cứu này mở rộng ra ngoài các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm Khả năng mở rộng, hoạt động tăng cường và hiệu quả chi phí của các hạt nano PDDI làm cho chúng có tính hấp dẫn cao đối với sản xuất hydro công nghiệp, pin nhiên liệu hydro và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn

Ngoài ra, việc thay thế các chất xúc tác dựa trên bạch kim bằng PDDI có thể làm giảm lượng khí thải liên quan đến khai thác, tăng tốc quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế hydro bền vững Ngoài ra, mật độ của các nguyên tử palladi thấp hơn mười lần so với các nguyên tử Pt, làm giảm sự phụ thuộc vào kim loại PT quý và tiếp cận để sản xuất điện cực hiệu quả về chi phí Việc thay thế PT bằng các ống nano PDDI dự kiến sẽ tạo ra kết quả tuyệt vời trong ô tô, sản xuất hydro và các ngành công nghiệp cung cấp điện cực

Khi nghiên cứu tiến triển, nhóm tại TUS nhằm mục đích tối ưu hóa hơn nữa các ống nano PDDI để thương mại hóa, góp phần phát triển của một xã hội hydro thân thiện với môi trường

Tiêu đề hình ảnh:Chất xúc tác hoạt động cao cho phản ứng tiến hóa hydro (HER)
Chú thích hình ảnh:Các nhà nghiên cứu phát triển chất xúc tác hoạt động cao để thay thế các chất xúc tác dựa trên bạch kim để sản xuất hydro giá cả phải chăng
Tín dụng hình ảnh:Hiroaki Maeda từ Đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Tokyo, Nhật Bản
loại giấy phép:Nội dung gốc
Hạn chế sử dụng:tín dụng phải được trao cho người tạo

Về Đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Tokyo

Đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Tokyo(TUS) là một trường đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái nổi tiếng và được kính trọng, và là trường đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái nghiên cứu tư nhân chuyên khoa khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái lớn nhất ở Nhật Bản, với bốn cơ sở ở trung tâm Tokyo và vùng ngoại ô của nó và ở Hokkaido Được thành lập vào năm 1881, trường đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái đã liên tục đóng góp cho sự phát triển của Nhật Bản trong khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái thông qua việc khắc sâu tình yêu đối với khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái trong các nhà nghiên cứu, kỹ thuật viên và nhà giáo dục

Với sứ mệnh "tạo ra khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái và công nghệ cho sự phát triển hài hòa của tự nhiên, con người và xã hội", TUS đã thực hiện một loạt các nghiên cứu từ khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái cơ bản đến khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái ứng dụng TUS đã chấp nhận một cách tiếp cận đa ngành để nghiên cứu và thực hiện nghiên cứu chuyên sâu trong một số lĩnh vực quan trọng nhất hiện nay TUS là một công đức nơi tốt nhất trong khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái được công nhận và chăm sóc Đây là trường đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái tư duy nhất ở Nhật Bản đã sản xuất một người chiến thắng giải thưởng Nobel và là trường đại tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái tư duy nhất ở châu Á sản xuất những người chiến thắng giải thưởng Nobel trong lĩnh vực Khoa tỷ lệ bóng đá hôm nay kèo nhà cái Tự nhiên